研究了成型压力、制备温度以及降温速率对碳纤维增强热塑性复合材料层合板性能的影响规律。对于成型压力来讲，采用5MPa压力能够将孔隙率控制在1%以下，力学性能达到最佳，SEM观察显微树脂和显微结合紧密；对于制备温度来讲，采用340℃复合材料树脂体积含量为62.84%孔隙率达到0.135%，层间剪切强度达到69.05MPa，光学显微镜观察到层间出现树脂富集流动而产生的河流状花纹；对于降温速率来讲，采取1℃/min、5℃/min、10℃/min降温，层合板孔隙率都在1.8%以上，结晶度分析可知加快降温速率不利于PPS结晶，自然降温PPS结晶度为16.32最高，因此自然条件下降温有利于PPS结晶更加完全。 研究了温度和孔对复合材料失效模式的影响，得出温度直接影响复合材料基体状态，从而引发不同的失效模式。高温条件下，破坏裂纹方向与加载方向之间的夹角产生不同角度的扭结带。孔产生应力集中降低复合材料压缩强度的同时也能改变失效模式。 在CF/PEEK复合材料点阵夹芯结构的制备方面，结合CF/PEEK复合材料的可反复加热成型，可熔融焊接特性，提出了一种新的复合材料点阵芯子制备工艺模具热冲压法和面芯连接方式原位热压连接），并自主设计了相应的芯子成型模具和面芯连接模具。 研究了CF/PEEK复合材料点阵结构的平压性能，得到了不同相对密度的CF/PEEK复合材料点阵结构在平压载荷作用下的应力应变曲线，观察了其对应的失效模式。 开展了CF/PEEK复合材料点阵结构低速冲击试验研究。研究表明：1)结构的芯子相对密度对结构的低速冲击破坏模式有严重的影响。对于低相对密度的芯子，由于芯杆较薄刚度较弱，不足以支撑上面板抵抗外部冲击能量芯杆会在面板发生严重破坏之前率先出现损伤以消耗掉冲击能量；而芯子相对密度较高时，芯杆较厚其刚度足以支撑面板抵抗外部冲击，此时能量大多被上面板所吸收；2)随着冲击能量的增加，CF/PEEK复合材料点阵结构的破坏情况越严重。结构主要破坏形式为芯杆断裂，面板分层和穿透；3)结构的受冲击位置对结构的损伤情况有严重影响。在同种冲击能量作用下，冲击点下方有芯杆支撑时上面板的损伤程度小于冲击点下方无芯杆支撑的情况。 轻质热塑性复合材料点阵结构作为一种新型结构材料，具有传统材料不可比拟的优越性，如比强度高、比高度大、可设计性强，兼具多功能潜力。考虑到飞行器系统对夹芯结构承载和特定的功能需求，给出一些轻质热塑性复合材料点阵结构的一些多功能设想，如在结构内部进行电缆、增压输送管路以及其他的相关功能仪器设备的布置。 本课题共完成年度报告3份，中期进展报告1份，执行中科技报告1份，最终科技报告1份。申请发明专利3项，毕业研究生数4人。

哈尔滨工业大学

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